一种耐硫酸用铁素体不锈钢及其制造方法_2

文档序号:9745485阅读:来源:国知局
的加入可W明显改善焊缝抗 氧化性能,从而提高焊缝耐腐蚀性。A1含量过高则容易造成连铸水口堵塞、夹杂物含量过高 等内在和表面缺陷。因此,本发明A1含量控制在0. 05~0.1 wt%。
[0027] Si、Μη ; -般铁素体不镑钢冶炼过程中都采用Si和Μη作为脱氧剂,一般控制在较 低的水平。因此本专利规定Si ;0. 2~1. Owt%,Μη ;0. 2~0. 5wt%。
[002引 P、S、0 ;P、S在钢中为杂质元素,S降低钢的高温塑性,在铁素体不镑钢热加工过 程中,易和其他因素同时作用而导致边裂等缺陷。此外,S、P还会降低铁素体不镑钢的耐 腐蚀性能;0在钢中为有害元素,氧对不镑钢最终成品品质具有深远的影响,尤其会降低 铁素体不镑钢的冲击初性。因此本专利中将P、S、0限定在很低的水平0《0. 005wt%, P《0. 030wt%,S《0.0 lOwt%。
[0029] 本发明的一种耐硫酸用铁素体不镑钢的制造方法,包括如下步骤:
[0030] 1)冶炼
[0031] 耐硫酸用铁素体不镑钢,其化学成分重量百分比为;C :0.002~0.015%,N: 0. 002 ~0. 015%,Si ;0. 2 ~1. 0%,Mn ;0. 2 ~0. 5%,P《0. 030%,S《0. 003%,化;28 ~ 30%, Ni :1. 5 ~3. 0%,Mo ;2. 0 ~4. 0%,V ;0. 1 ~0. 3%, Ti ;0. 10 ~0. 30%,佩;0. 2 ~ 0. 5 %,A1 ;0. 05 ~0. 1 %,且 Cr+3. 3*Mo > 38 %,Ti+Nb > 16 (C+N),0《0. 005 %,其余为 化和不可避免的杂质;上述成分经电炉、AOD炉、VOD炉冶炼得钢水;
[00扣]。连铸、修磨
[0033] 将步骤1)所得钢水进行连铸,得连铸昆,连铸昆缓冷至400~50(TC,缓冷速率 5~25°C /小时,在400~50(TC进行修磨,修磨后保温,保温温度> 25(TC ;
[0034] 如热社、卷曲
[0035] 修磨后的连铸昆加热至1150~120(TC,保温200~240min后进行热社,社制总变 形量控制在97~98 %,终社温度850~92(TC,得热社钢板,然后W 15~2(TC /砂的冷却 速率冷却至卷取温度,卷取温度为450~55(TC,所述热社钢板卷曲后快速冷却,冷却速率 控制在50~80 °C /min ;
[0036] 4)退火
[0037] 卷曲后的热社钢板于1080~118(TC进行连续退火,保温时间1~lOmin,退火后 冷却,冷却速率控制在20~5(TC /s ;
[00測 W喷砂、酸洗
[0039] 采用H2SO4电解和混酸进行酸洗,所述混酸包括硝酸和氨氣酸,所述H2SO4浓度 400~600g/L,氨氣酸浓度40~60邑/1,硝酸浓度200~400g/L ;
[0040] 6)冷牵U再结晶连续退火、平整
[0041] 冷社总压下率70%~85%,在1080~118(TC下进行再结晶连续退火,保温时间 1~5min,退火后快速冷却,冷却速率控制在20~5(TC /s,平整后得到成品耐硫酸用铁素 体不镑钢。
[0042] 进一步地,所述连铸过程中进行电磁揽拌,电磁揽拌电流1400~1800A,频率 7. 5 ~7. 9Hz〇
[0043] 另,所述成品耐硫酸用铁素体不镑钢耐硫酸浓度为5~98wt%,所述硫酸温度 《60〇C。
[0044] 另有,所述成品耐硫酸用铁素体不镑钢耐点蚀当量> 38。
[0045] 再,所述成品耐硫酸用铁素体不镑钢初脆转变温度> -3(TC。
[0046] 再有,所述成品耐硫酸用铁素体不镑钢的激光焊缝杯突值在9. 5~11mm之间。
[0047] 且,所述成品耐硫酸用铁素体不镑在温度《6(TC、浓度《98wt%的硫酸中的腐蚀 失重速率《0. 28g/m2h。
[0048] 本发明的有益效果在于:
[0049] a)采用了高化、加 Mo、微Ni处理,保证化+3. 3*Mo > 38,具有良好耐硫酸腐蚀性 能,耐硫酸浓度范围广;
[0050] b)添加了适量的Ni和V,同时控制0、S、P等对冲击性能有害的元素,有效改善了 钢种低温初性,从而满足工业板的需求;
[005。 C)采用了 Nb、Ti双稳定化,固定钢中的C和N,避免化的碳氮化物的形成,进一步 改善耐硫酸腐蚀性能、成形性能和焊缝塑性;
[0052] d)添加了适量的A1,改善焊接性、焊缝抗氧化性能和焊缝耐硫酸腐蚀性能;
[0053] e)通过控制板昆冷却和修磨温度等措施,避免有害析出相的产生和板昆横向开 裂。其原理主要在于有害析出相只在固定温度区间析出,且需要在该温度区间保温一定时 间,因此避免在脆性温度区间停留较长时间(快冷)即可避免有害析出相的出现;
[0054] f)通过热社加热温度的控制,有效控制板昆表面氧化膜构成,改善热社卷表面质 量。热社加热温度越高,表面氧化膜形成越厚越致密,在热社过程中该氧化膜可W很好的起 到保护和润滑的左右,防止板昆基体和热社社漉之间粘结,从而改善热社表面质量;
[0055] g)通过采用较低的终社温度和卷取温度,W及卷曲后水冷,避免有害析出相的产 生,同时改善材料的成形性能。其原理同样是有害析出相只在固定温度区间析出,且需要在 该温度区间保温一定时间才会出现,因此避免材料在脆性温度区间停留较长时间(快冷) 即可避免有害析出相的出现;另外低的终社温度和卷曲温度可W改善材料纤维织构,增加 形变储存能,从而最终改善材料成形性能;
[005引 h)通过合适的退火工艺设置,保证热社产品和冷社产品具有良好的组织,避免有 害σ相的析出,从而保证材料的耐硫酸腐蚀性能和低温初性。合适的退火温度可W保证材 料退火过程中再结晶,保证材料具有良好的组织,同时避免在有害析出相析出温度区间退 火,即可消除有害析出相。
【附图说明】
[0057] 图1为本发明实施例1冷社成品耐硫酸用铁素体不镑钢金相组织。
[0058] 图2为本发明实施例1所得成品耐硫酸用铁素体不镑钢激光焊缝金相组织。
【具体实施方式】
[0059] 下面结合实施例对本发明做进一步说明。
[0060] 本发明实施例耐硫酸用铁素体不镑钢及对比例钢种化学成分如表1所示,其余为 化和不可避免的杂质。本发明实施例耐硫酸用铁素体不镑钢及对比例钢种关键工艺参数如 表2和表3所示。对比例1为普通高館铁素体不镑钢445,对比例2为超级奧氏体不镑钢 90化。
[0061] 采用Η步法冶炼工艺巧F+A0D+V0D)进行冶炼、连铸,先将脱娃、脱磯高炉铁水和 400系不镑钢废钢按一定比例兑入电炉EF中,加入高碳化-Fe合金进行加热配置不镑钢母 液;再将不镑钢母液兑入氮氧脱碳炉A0D采用Ar,化脱碳,按化学成分添加钢铁合金和媒合 金,化渣后吊入真空氧精炼炉V0D炉中进一步脱碳,经过氧化、还原、真空脱碳后添加银铁 合金、饥铁合金和进行喂铁线处理。
[0062] 其中实施例1-5都采用了佩、Ti双稳定化,并都添加了一定量的Ni、Mo、V、A1元 素。对比例1为不含Ni、V、Al的普通高館铁素体不镑钢445,对比例2为含贵重金属Ni达 25%的超级奧氏体不镑钢90化。
[006引表1.本发明实施例及对比例钢种化学成分(单位;wt% )
[0064]
[0065]
[0070]
[0071] 采用W上工艺,最终经1080~118(TC冷社退火后实施例和对比例力学性能见表 4,拉伸试样厚度都为1. 0mm。从表中可见,本发明超级铁素体不镑钢实施例1-5由于含有较 高的化和Mo含量,因此都具有较高的屈服强度和抗拉强度,延伸率都在20% W上,完全能 够满足后续的加工要求。而价格高昂的奧氏体不镑钢90化屈服强度低于本发明钢。
[0072] 表4.本发明实施例及对比例钢的力学性能对照
[0073]
[0074] 表5为本发明实施例和对比例在6(TC不同浓度硫酸中耐腐蚀性能,表6为本发明 实施例和对比例在25°C不同浓度硫酸中耐腐蚀性能。硫酸腐蚀的一个重要特点是随着温 度和浓度的不同或呈氧化性或呈还原性,腐蚀过程十分复杂。稀浓度的硫酸和中等浓度的 硫酸的氧化性较弱,属于还原性酸,而浓硫酸特别是热浓硫酸则具有很强的氧化性属于氧 化性酸。实施例1~5在6(TC各种浓
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